DE1277642B - Verfahren zum Schutz von metallischen Oberflaechen gegen Metallabscheidung in chemischen Metallisierungsbaedern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C23c

Deutsche Kl.: 48 b-3/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 77 642.0-45 (F 41743)

14. Januar 1964

12. September 1968

Bei der chemischen (stromlosen) Metallabscheidung werden Metalle wie Nickel, Kobalt und/oder Eisen mit Hilfe von Reduktionsmitteln, beispielsweise Natriumhypophosphit / Natriumboranat, Borazanen oder anderen Borwasserstoffverbindungen auf katalytisch wirkenden Oberflächen abgeschieden. Besonders leicht gelingt die chemische Metallisierung von Metalloberflächen, doch können auch nichtmetallische Flächen, z. B. aus Glas, Keramik, Graphit oder Kunststoffen, nach einer Aktivierung durch leicht reduzierbare Metallsalze auf chemischem Wege mit Metall überzogen werden. Zu einer Aktivierung kann es auch kommen, wenn man an sich nicht katalytisch wirkende Oberflächen über längere Zeit hinweg der Einwirkung von Metallisierungsbädern aussetzt.

Die Wahl eines für die Herstellung von Metallisierungsanlagen geeigneten Konstruktionsmaterials ist dementsprechend mit erheblichen Problemen verbunden. Wannen aus dem an sich praktisch nicht aktiven Glas können nur bis zu einer bestimmten, relativ geringen Größe angefertigt werden; außerdem ist Glas zu empfindlich gegen mechanische und Temperaturwechsel-Beanspruchungen. Bei Glas, Keramik und gummierten Bauteilen stört weiterhin die schlechte Wärmeleitfähigkeit des Materials. Die Badflüssigkeit muß erhitzt werden, da die optimale Abscheidungstemperatur in der Regel bei 90 bis 98⁰C liegt. Graphit, Kunststoffe und gummierte Teile neigen zur autokatalytischen Metallabscheidung.

Mit chemisch passivierten, rostfreien Cr-Ni-Stählen konnte beim Bau von Metallisierungsanlagen ein gewisser Erfolg erzielt werden, doch wird die Passivschicht durch das stark reduzierende Bad abgebaut, so daß es nach einiger Zeit zur Abscheidung von Metall auf den Behälterwänden kommt. Die Anlagen müssen dann, wie beispielsweise in der österreichischen Patentschrift 208174 beschrieben, zur Entfernung des abgeschiedenen Metalls und erneuten Passivierung mit Salpetersäure oder Gemischen von Salpetersäure und Flußsäure behandelt werden. Das Verfahren ist sehr umständlich und führt zu hohen Wartungskosten und Ausfallzeiten.

Es ist bisher kein Werkstoff bekanntgeworden, der gegen chemische Metallabscheidung absolut resistent bleibt.

Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung der anodischen Polarisation zum Schutz von Gegenständen mit metallischer Oberfläche, insbesondere Badbehälter, gegen chemische Metallabscheidung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die zu schützenden Gegenstände als Anode in einen elektrischen Stromkreis geschaltet werden, der außerdem eine Verfahren zum Schutz

von metallischen Oberflächen

gegen Metallabscheidung

in chemischen Metallisierungsbädern

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

5090 Leverkusen

Als Erfinder benannt:
Heinz-Günter Klein, 5000 Köln-Deutz;
Dr. Konrad Lang, 5000 Köln-Stammheim;
Edith-Luise Schmeling, 5000 Köln-Dellbrück;
Dr. Helmut Weißbach, 7831 Maleck

chemische Überzugslösung als Elektrolyt, eine oder mehrere Gegenelektroden und eine oder mehrere Gleichstromspannungsquellen enthält und an die Gegenstände ein elektrisches Potential angelegt wird, das auf der Stromdichte-Potential-Kurve dem Ruhepotential entspricht bzw. zwischen dem Fladepotential und der Transpassivität liegt, wobei die Stromdichte einen Wert von nicht mehr als etwa 10~⁴A/cm² annimmt.

Es wurde gefunden, daß auf metallischen Oberflächen, die mit Metallisierungslösungen in Berührung stehen, keine Metallabscheidung erfolgt, wenn die Oberfläche in bestimmter Weise polarisiert wird. Die technischen Polarisationsverfahren, auch die anodische Polarisation von Metallen zum Schutz gegen Korrosion, sind an sich bekannt, sie werden in der Weise angewandt, daß mit Hilfe eines Regelgerätes und einer oder mehrerer in die Flüssigkeit eintauchender Bezugselektroden die Stromstärke so lange geändert wird, bis sich das gewünschte Polarisationspotential eingestellt hat, oder das Potential bzw. ein Potentialbereich so lange variiert wird, bis die Stromstärke einen Minimalwert erreicht hat.

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Überraschend und für die praktische Anwendung zelnen Werkstoffe charakteristisch und hängt außerbesonders vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, daß dem von der Art, Konzentration und Temperatur im Gegensatz zu der auf chemischem Wege erzeugten der als Elektrolyt dienenden Metallisierungsbäder Passivierung die elektrolytisch hervorgerufene Polari- ab. Sie kann über die allgemein bekannte Ermittlung sation auch einen dauerhaften Schutz gegen die 5 der Stromdichte-Potential-Kurve bestimmt werden, chemische Metallabscheidung verleiht, obwohl man Um den Anforderungen der betrieblichen Praxis

an sich erwarten müßte, daß die im Metallisierungs- zu genügen, sollte die Schutzstromdichte Is unter bad enthaltenen starken Reduktionsmittel depolari- etwa 10~⁴A/cm² liegen, damit die anodische Aufsierend wirken. Weiterhin hat sich gezeigt, daß bei lösung von Metall innerhalb tragbarer Grenzen entsprechender Wahl des Werkstoffes die Strom- io gehalten wird. Dieser Wert entspricht bei Eisen dichte bei sehr niedrigen Werten liegt, so daß es zu einer Metallabtragung von 28,5 g/(cm² · Tag). Nach keiner merklichen Korrosion der Anlagenteile, wie T ö d t, Korrosion und Korrosionsschutz, S. 1227, z. B. Badbehälter, Pumpen, Wärmeaustauscher, Vor- kann ein Schwermetall, das einen Abtrag von etwa rats- und Puffergefäße, Reinigungsaggregate usw., 21 g/(cm² · Tag) aufweist, noch als »genügend bekommt. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wird 15 ständig« betrachtet werden.

dadurch nicht unwesentlich erhöht. Die Stromdichte-Potential-Kurve für 18/8-Cr-Ni-

Zur Bestimmung des für eine Werkstoff-Metalli- Stahl in einem Metallisierungsbad der Zusammensierungsbad-Kombination günstigsten Polarisations- setzung_30g/l Nickelchlorid, 40 g/l Natriumhydroxid, potentials nimmt man auf an sich bekanntem Wege 60 g/l Äthylendiamin, 98%ig₃ 3 g/l Natriumfluorid — nach der potentiostatischen, potentiokinetischen 20 und 0,3 g/l Natriumboranat bei 90⁰C wird in oder galvanostatischen Methode — eine Stromdichte- A b b. 2 dargestellt. Die Stromdichte-Potential-Kurve Potential-Kurve auf, wie sie in A b b. 1 schematisch für 18/8-Cr-Ni-Stahl in einem Bad der Zusammenwiedergegeben wird. Mit steigendem Potential ändert Setzung 30 g/l Nickelchlorid, 10 g/l Natriumeitrat, sich die Stromdichte in charakteristischer Weise. 10 g/l Trimethylborazan bei 65° C und einem pH-Sie folgt zunächst im kathodischen Bereich der 25 Wert von 5,3 gibt A b b. 3 wieder. Der Verlauf der Tafeischen Geraden (T in Ab b. 1), bei der Wasser- Stromdichte-Potential-Kurve für 18/10/2-Cr-Ni-Mostoff- und Metallabscheidung stattfinden kann. Bei Stahl in einem Metallisierungsbad auf Basis Natrium- sr wird das sogenannte Ruhepotential durchschritten, hypophosphit: 30 g/l Nickelchlorid, 10 g/l Natriumbier ist die äußere Polarisation gleich Null. Bei br citrat, 10 g/l Natriumhypophosphit bei 90° C und beginnt mit edler werdendem Potential der anodische 30 einem pH-Wert von 4 bis 5 kann aus A b b. 4 ent-Ast der Kurve und zugleich der anodische Polari- nommen werden.

sationsbereich im weiteren Sinne. Von sr ab besteht Die aus den potentiokinetisch (Änderung des

an sich ein Schutz gegen chemische Metallabschei- Potentials: 200 mV/h) ermittelten Stromdichte-Potendung; da jedoch zwischen dem Ruhepotential br und tial-Kurven für 18/8-Cr-Ni-Stahl, 18/10/2-Cr-Ni-Modem Fladepotential eine zum Teil recht beträchtliche 35 Stahl, 18/18/2/2-Cr-Ni-Mo-Cu-Stahl, einem 18%igen Stromdichte, verbunden mit einer entsprechend hohen Cr-Stahl sowie einer Nickel-Bor-Legierung (etwa Materialabtragung auftritt, ist der Kurvenbereich 94% Ni, 6% BI abgeschieden aus einem Metallisievon er bis etwa zum Fladepotential für eine prak- rungsbad auf Basis Natriumboranat von der in tische Verwendung weniger geeignet. Wenn es gelingt, Tabelle I angegebenen Zusammensetzung) in verdas Ruhepotential sr sehr genau einzuhalten, kann 40 schiedenen chemischen Bädern entnommenen charakdieses Potential zum Schutz gegen die chemische teristischen Werte für Ruhepotential sr, Schutz-Vernickelung herangezogen werden. Nach Über- potentialbereich S, maximale Stromdichte beim Fladeschreiten des Fladepotentials in Richtung auf ein potential ερ, Schutzstromdichte Is werden in Tapositiveres Potential sinkt die Stromdichte rasch ab. belle I wiedergegeben.

In dem nun folgenden Kurvenbereich S ist — etwa 45 Die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugängzwischen dem Fladepotential und der Transpassivi- liehen Metalle bzw. Legierungen sind keineswegs tat — die in vielen Fällen sehr geringe Stromdichte Is auf die in Tabelle I und den Beispielen genannten (Schutzstromdichte) vom Potential fast unabhängig. Materialien beschränkt; es lassen sich vielmehr alle Bei diesem Schutzpotentialbereich S läßt sich der anodisch polarisierbaren Metalle und Metallegie-Schutz gegen chemische Metallabscheidung am ein- 50 rungen verwenden, deren Schutzstromdichte Is bei fachsten und sichersten durchführen, da der Bereich S etwa 10~⁴ A/cm² oder darunter liegt. Während für meist sehr weit ist und Potentialschwankungen keine die Auswahl der als Gefäßmaterial usw. dienenden nachteiligen Wirkungen hervorrufen, wodurch eine Werkstoffe die eben beschriebene Einschränkung gilt, sehr gute Betriebssicherheit gegeben ist. Der nach ist die Zusammensetzung, Konzentration und Temdem Bereich S bei noch höheren Potentialen ein- 55 peratur der verwendeten Metallisierungsbäder nicht setzende Stromanstieg, als Transpassivität Tr be- kritisch für die Durchführung des erfindungsgemäßen zeichnet, zeigt die Auflösung des Metalls im höchsten Verfahrens. Es können beispielsweise alle aus dem Oxydationszustand an. Sind in einem Elektrolyten Schrifttum bekannten Bäder mit Natriumhypophosgrößere Mengen von Chloridionen enthalten, dann phit, Alkaliboranaten, Borwasserstoffen und/oder treten häufig schon vor Erreichen des der Trans- 60 Borwasserstoffverbindungen als Reduktionsmittel Verpassivität zuzuordnenden Potentials Stromanstiege, Wendung finden. Da der Schutz gegen Metallabscheiauch als Lochfraßäste L bezeichnet, auf, die die dung über einen relativ weiten Potentialbereich hin Bildung von Lochkorrosion anzeigen. gegeben ist, spielen die während der Metallabschei-

Aus praktischen Gründen arbeitet man bei einem dung — insbesondere beim diskontinuierlichen Beetwa zwischen dem Fladepotential und der Trans- 65 trieb — auftretenden Konzentrationsschwankungen Passivität liegenden Potential oder Potentialbereich. keine Rolle.

Die Lage des Schutzpotentialbereiches S und die Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Größe der Polarisationsstromdichte Is ist für die ein- sei an folgendem Beispiel näher erläutert: In einem

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zylindrischen Gefäß aus 18/8-Cr-Ni-Stahl mit einer Die erwähnten Elektroden können — überraschenvom Elektrolyten (Metallisierungsbad) benetzten (In- derweise — nicht nur in Bädern mit konstantem nen)-Oberfläche von etwa 0,1 m² wird eine zentral Metallgehalt, sondern auch bei diskontinuierlich gelegene Gegenelektrode aus Reinnickel und eine betriebenen chemischen Metallisierungsbädern — d.h. Bezugselektrode aus dem gleichen Material in der 5 Bädern mit starken Schwankungen der Metallsalz-Nähe der Gefäßwand installiert. Als Gleichstrom- konzentration — verwendet werden. So schwankt Spannungsquelle und Regelgerät dient ein Wenking- das Potential bei Verwendung einer Nickelborid-Potentiostat. Infolge der guten Leitfähigkeit (etwa Elektrode beim Übergang von einem frisch berei-0,3 Ohm-¹ · cm-¹ bei 90⁰C) des als Elektrolyt die- teten Bad (30 g/l Nickelchlorid) auf ein durch Vernenden Metallisierungsbades der Zusammensetzung: io nickelung weitgehend erschöpftes Bad (7,2 g/l Nickel-30 g/l Nickelchlorid, 40 g/l Natriumhydroxid, 60 g/l chlorid) lediglich um etwa 20 mV. Diese Abweichung Äthylendiamin, 3 g/l Natriumfluorid und 0,6 g/l ist in Anbetracht des großen Schutzpotentialberei-Natriumboranat in wäßriger Lösung, ist der Abstand ches S ohne nachteiligen Einfluß auf den prakder Elektroden von der Gefäßwand bei den hier tischen Betrieb.

gegebenen kleinen Abmessungen des Metallisierungs- 15 Die Polarisation zeigt keine schädigende Wirkung gefäßes ohne Bedeutung. Ein Potentialabfall würde auf die bei der chemischen Metallabscheidung versieh erst bei Entfernungen von etwa 1 m bemerkbar wendeten Reduktionsmittel. Bei Vergleichsmetallmachen. Mit Hilfe des Potentiostaten wird der Gefäß- abscheidungen, die in polarisierten V2A-Gefäßen wand ein vorher durch Stromdichte-Potential-Mes- durchgeführt wurden, wurde kein größerer Verbrauch sungen ermitteltes Potential von +600 mV gegen 20 an Reduktionsmitteln festgestellt als bei einer Metalldie Nickel-Bezugselektrode aufgezwungen. Die sich abscheidung in Glasbehältern.

dabei einstellende Stromdichte beträgt etwa 50mA/mA Das erfindungsgemäße Verfahren bringt einen In diesem Gefäß wurden über 3 Tage kontinuierliche technischen Fortschritt insofern, als für die Her-Metallabscheidungen durchgeführt. An den Gefäß- stellung von allen bei der chemischen Metallabscheiwandungen trat keine Nickelabscheidung auf. Ein 25 dung zur Verwendung kommenden Behältern, Pum-Gewichtsverlust an Gefäßmaterial war nicht fest- pen, Filtern, Wärmeaustauschern, Leitungen, Venstellbar. Trotz der relativ hohen Chloridkonzen- tuen usw. leicht zugängliche und wohlfeile Metalle tration trat kein Lochfraß auf. bzw. Legierungen verwendet werden können und die

Von Vorteil für die technische Anwendung des wiederholte Unterbrechung des Betriebes zur Aberfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß man mit 30 lösung des Metallniederschlages und erneuten Passirelativ schwachen elektrischen Strömen — durch- vierung des Behältermaterials entfällt. Es treten schnittlich etwa 0,05 A/m² — den gewünschten keine Verluste mehr durch Metallabscheidung an Passivbereich einstellen kann. Teilen der Apparatur auf, wodurch die Ausbeute

Wie Versuche zeigten, eignen sich Bezugselektroden und die Betriebssicherheit erheblich gesteigert werden, der üblichen Ausführungsform, wie z. B. Quecksilber- 35 Es ist ferner zum ersten Male möglich, ohne Ver-Kalomel-Elektroden weniger für die Verwendung in Wendung von Abdecklacken elektrisch voneinander chemischen Metallisierungsbädern, da sie infolge isolierte Metallflächen nebeneinander zu metallisieren Metallabscheidung unwirksam werden. Überraschen- bzw. vor einer Metallabscheidung zu schützen,
derweise ergab sich, daß beim erfindungsgemäßen Die elektrolytische Polarisation ist nicht nur Verfahren auch Metalle oder Legierungen gegebenen- 40 wirkungsvoller, sondern auch einfacher durchzufalls von der Art des abzuscheidenden Metalls als führen als die chemische Passivierung mit aggressiven Bezugselektroden eingesetzt werden können. So ver- Säuren und verlangt kein besonders geschultes wendet man beispielsweise bei einem Vernickelungs- Personal,
bad Bezugselektroden aus Nickel oder einer Nickel-Bor- bzw. Nickel-Phosphor-Legierung, die der Zu- 45 Beispiell
sammensetzung der aus dem betreffenden Bad chemisch abgeschiedenen Nickellegierung entspricht. Es In einem zylindrischen Gefäß aus 18/8-Cr-Ni-Stahl ist dabei ohne Belang, ob die Bezugselektrode aus mit einem Durchmesser von 15 cm, einer Höhe von einer erschmolzenen Nickellegierung besteht, oder 20 cm sowie einer vom Elektrolyten benetzten Innenaus einer Nickellegierung, die durch chemische 50 oberfläche von etwa 0,1 m² wurde konzentrisch als Abscheidung auf einem metallischen oder auch Gegenelektrode ein Rundstab aus Reinnickel (Durchnichtmetallischen Werkstoff aufgebracht wurde. So messer 10 mm, Länge 30 cm) und in Nähe der Gefäßkönnen beispielsweise Bezugselektroden verwendet wand eine Bezugselektrode aus dem gleichen Material werden, die aus den Werkstoffen Kupfer, Messing, und mit den gleichen Abmessungen isoliert ange-Eisen, Silit, Graphit, Porzellan, Glas oder Kunst- 55 bracht. Die Gegenelektrode wurde als Kathode, die Stoffen wie z. B. Polystyrol bestehen und mit einer Gefäßwandung als Anode an die entsprechenden Schichtdicke von etwa 50 μ chemisch porenfrei ver- Stromausgänge, die Bezugselektrode an die als solche nickelt wurden. Diese Bezugselektroden halten das bezeichnete Buchse eines Potentiostaten nach Wenaufgezwungene Potential praktisch konstant und king angeschlossen (A b b. 5 und 6). Mittels des sind darüber hinaus — im Gegensatz zu den Bezugs- 60 Potentiostaten wurde dem Gefäß gegen die Bezugselektroden üblichen Aufbaues — völlig unempfindlich elektrode ein aus der Stromdichte-Potential-Kurve gegen Metallabscheidung und mechanische Bean- entnommenes Potential von +600 mV aufgezwungen, spruchung. In dem Gefäß wurden 31 eines chemischen Ver-

AIs Gegenelektroden verwendet man vorzugsweise nickelungsbades von der Zusammensetzung: 30 g/l

Metalle bzw. Legierungen, die im wesentlichen dem 65 Nickelchlorid, 40 g/l Natriumhydroxid, 60 g/l Äthy-

abzuscheidenden Metall usw. entsprechen. So werden lendiamin, 3 g/l Natriumfluorid, 0,6 g/l Natrium-

z. B. in einem Vernickelungsbad zweckmäßig Gegen- boranat, 0,01 g/l Bleiacetat auf 90° C erhitzt. Der

elektroden aus Reinnickel verwendet. Elektrolyt zeigte eine spezifische Leitfähigkeit von

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etwa 0,3 Ohm"¹ · cm"¹. In das Bad wurden nun Beispiel 4

zwei Eisenplatten mit einer Oberfläche von 1 dm²

je Platte eingehängt. Während der Metallabscheidung An Stelle des im Beispiel 1 beschriebenen zylin-

ließ man 50 ml/h einer Natriumboranatlösung von drischen Gefäßes wurde für die Metallabscheidung 21 g/i NaBH₄ in 90 g/l NaOH und 50 ml/h einer 5 eine Wanne mit den Abmessungen 2 · 1 · 0,4 m ver-Metallsalzergänzungslösung von 171 g/l Nickelchlo- wendet. Wie in A b b. 6 schematisch dargestellt, rid, 100 g/l Äthylendiamin und 5 g/l Natriumfluorid wurden zwei Gegenelektroden 1 und 2 sowie zwei sowie 25 ml/h einer Bleiacetatlösung, die 2 g/l ent- Bezugselektroden 3 und 4, alle aus Nickel, isoliert hielt, kontinuierlich zulaufen. Je Stunde wurden angebracht. Das Polarisationspotential gegen die kontinuierlich 50 ml der Badlösung entnommen. io Bezugselektrode betrug +60OmV. Die Stromstärke Die Verdampfungsverluste betrugen etwa 75 ml/h. lag im Durchschnitt bei 200 mA. Das Bad wurde Die Abscheidungsgeschwindigkeit betrug ungefähr über einen Zeitraum von 2 Wochen in kontinuier-10 bis 12μ/1ι. Die Oberflächen der mit Ni—B belegten lichem Dauerbetrieb eingesetzt, ohne daß es zu Platten zeigten ein silberglänzendes Aussehen. Der einer Nickelabscheidung auf der Behälterwand kam. zum Schutz des Gefäßes notwendige Strom lag bei 15
2 mA ± 1 mA. Das Versuchsgefäß war nach einer

Versuchsdauer von 10 Stunden noch völlig unver- Beispiel 5

ändert und zeigte insbesondere keinerlei Nickelbedeckung. Der im Beispiel 1 beschriebene zylindrische Be-

ao hälter aus 18/8-Cr-Ni-Stahl wurde mit einem Ver-

Beispiel 2 nickelungsbad der Zusammensetzung: 30 g/l Nickel

chlorid, 10 g/l Natriumeitrat, 10 g/l N-Trimethyl-

In einem zylindrischen Behälter aus 18/8-Cr-Ni- borazan (pH-Wert 5 bis 6) gefüllt. Dem Gefäß wurde Stahl von den in Beispiel 1 beschriebenen Abmes- ein Potential von +750 mV, gemessen gegen eine sungen mit einer vom Bad benetzten Oberfläche 25 Thalamid-Elektrode, aufgezwungen und das Bad von 0,1 m² wurde konzentrisch eine Gegenelektrode anschließend auf eine Abscheidungstemperatur von aus Reinnickel und in der Nähe der Gefäßwand 65 ⁰C aufgeheizt. Es stellte sich ein Strom von 3 mA eine Bezugselektrode aus Ni-B-Legierung eingesetzt. ein. Abgeschieden wurden in bekannter Weise mit Die Bezugselektrode bestand aus einem unten ver- SnCl₂—PdCl₂ oberflächlich aktivierte Hostaphanschlossenen Tonrohr (Durchmesser 12 mm, Länge 30 folien. Auch hier erfolgte an der Gefäßwandung 250 mm), auf dem durch chemische Plattierung ein keine Nickelabscheidung. 50 μ dicker porenfreier Überzug aus Ni-B-Legierung
abgeschieden worden war. Die beiden Elektroden

wurden in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise Beispiel 6

mit dem Potentiostaten verbunden. Gegen die Be- 35

zugselektrode wurde dem Gefäß ein Potential von In den im Beispiel 1 beschriebenen zylindrischen

+600 mV aufgezwungen. Behälter aus 18/8-Cr-Ni-Stahl wurden 3 1 eines Ver

In das Gefäß wurden 3 1 des im Beispiel 1 genann- nickelungsbades der Zusammensetzung: 30 g/l Nikten Vernickelungsbades eingefüllt und auf 90⁰C kelchlorid, 10 g/l Natriumeitrat, 10 g/l Natriumhypoerhitzt. Durch Metallabscheidung auf eingehängte 40 phosphit (Rest Wasser) eingefüllt. Die Behälter-Eisenbleche wurde dem Bad das Nickel bis auf einen wandung wurde mittels eines Potentiostaten, wie restlichen Gehalt von 6,8 g/l Nickelchlorid entzogen. im Beispiel 1 beschrieben, auf ein Potential von Während der Betriebszeit betrug der Polarisations- +412 mV gegen die Nickel-Bezugselektrode polaristrom durchschnittlich 5 bis 8 mA, er änderte sich siert. Das Bad wurde auf eine Abscheidungstempewährend der Versuchszeit trotz der Konzentrations- 45 ratur von 93⁰C erwärmt, wobei sich ein Strom abnähme des Ni-Salzes nicht wesentlich. Eine Ver- von 8 bis 9 mA einstellte.

nickelung der Behälterwand trat nicht ein. Vernickelt wurden zwei Eisenplatten mit einer

Oberfläche von je 1 dm² über einen Zeitraum von 5 Stunden. Während der Metallisierung wurden

Beispiel3 ₅„ pH-Wert, Nickelsalz- und Natriumhypophosphit-

Konzentration konstant gehalten. Die eingehangenen

Ein 2 m langes Rohr aus 18/8-Cr-Ni-Stahl wurde Bleche wurden gleichmäßig vernickelt. Die Wandung — wie in A b b. 5 schematisch dargestellt — mit des Edelstahlbehälters zeigte nach der Vernickelung fünf Einführungsstutzen versehen, in die drei Bezugs- keine Veränderung, elektroden 1, 2, 3 und zwei Gegenelektroden 4 und 5, 55

sämtliche aus Nickel, isoliert eingesetzt wurden. Mit Beispiel 7

HiKe einer gläsernen Umlaufpumpe wurde im Kreislauf aus einem 10-1-Becherglas, das eine auf 90° C Unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen erwärmte Metallisierungslösung der im Beispiel 1 Vorrichtung wurden Eisenbleche in einem Bad der angegebenen Zusammensetzung enthielt, in der lau- 60 Zusammensetzung: 45 g/l Nickelchlorid, 100 g/l Nafend Eisenbleche vernickelt wurden, ständig Bad- triumcitrat, 50 g/l Ammoniumchlorid, 11 g/1 Naflüssigkeit durch das Rohr gepumpt. triumhypophosphit (pH-Wert 8 bis 10) bei einer Die innere Rohroberfläche betrug etwa 0,25 m² Temperatur von 93 ⁰C, wie im Beispiel 6 beschrieben, xind wurde potentiostatisch auf +800 mV polarisiert. chemisch vernickelt. Bei dem gegen die Nickel-Es stellte sich eine Stromstärke von etwa 3 mA ein. 65 Bezugselektrode eingestellten Potential der Gefäß-Nach einer Betriebsdauer von 5 Tagen hatte sich wandung von +42OmV stellte sich ein Strom von an der Oberfläche des Rohres kein Nickel abge- 1 mA ein. Auch hier wurde die Wandung des Badschieden, gefäßes nicht vernickelt.

Claims (4)

9 10 Tabelle I Stromdichte-Potential-Kurvenauswertungen verschiedener Werkstoffe in verschiedenen chemischen Metallisierungsbädern WerkstoffRuhe-Schutzpotential-Maximale StromdichteSchutzstromElektrolytpOLcnildl Spbereich Sbeim Flade-dichte /<j18/8-Cr-Ni-StahlmV gegen ThalamidmV gegen Thalamidpotential sp A/cm2A/cm230 g/l Nickelchlorid18/10/2-Cr-Ni-Mo-+450+750 bis +9005·10-*<io-610 g/l NatriumeitratStahl+520+550 bis +10003·10-*<io-618/18/2/2-Cr-Ni-Mo-10 g/l Natriumhypophos-Cu-Stahl+210+300 bis +4002 · 10-3-8 · 10-6phitNickel-Bor-Legierungt = 900C, pH 4 bis 5(94% Ni, 6% B)+240+280 bis +4503 · 10-*+10-*bis -10-*45 g/l Nickelchlorid18/8-Cr-Ni-Stahl100 g/l Natriumeitrat±0+180 bis +3205 · 10-3+2,10-818/10/2-Cr-Ni-Mo-bis -1050 g/l AmmoniumchloridStahl+80+200 bis +3002 ■ 10-3+8,10-sbis +6,10-s11 g/l Natriumhypophos-phiti=90oC,pH8bisl030 g/l Nickelchlorid18/8-Cr-Ni-Stahl10 g/l Natriumeitrat+460+680 bis +8808·10-*<io-810 g/l N-Trimethyl-borazani = 650C, pH 5,318/8-Cr-Ni-Stahl30 g/l Nickelchlorid18/10/2-Cr-Ni-Mo-±0+130 bis +600ίο-2-3 · 10-540 g/l NatriumhydroxidStahl+60+150 bis +5003·10-2-2 · 10-s18/18/2/2-Cr-Ni-Mo-60 g/l Äthylendiamin,. Cu-Stahl±0+120 bis +7003·10-3-4 · 10-598%Nickel-Bor-Legierung3 g/l Natriumfluorid(94% Ni, 6% B)-330-210 bis -1105 · 10-3-5 · 10-*18-Cr-Stahl0,6 g/l Natriumboranat-250+230 bis +4003 · 10-2-2 · 10-sί = 9O0CPatentansprüche:legierung bestehende Bezugselektroden verwendetwerden

1. Anwendung der anodischen Polarisation zum Schutz von Gegenständen mit metallischer Oberfläche, insbesondere Badbehälter, gegen chemische Metallabscheidung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu schützenden Gegenstände als Anode in einen elektrischen Stromkreis geschaltet werden, der außerdem eine chemische Uberzugslösung als Elektrolyt, eine oder mehrere Gegenelektroden und eine oder mehrere Gleichstromspannungsquellen enthält und an die Gegenstände ein elektrisches Potential angelegt wird, das auf der Stromdichte-Potential-Kurve dem Ruhepotential entspricht bzw. zwischen dem Fladepotential und der Transpassivität liegt, wobei die Stromdichte einen Wert von nicht mehr als etwa 10"* A/cm² annimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Metall oder einer Metall-

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem solchen Metall oder einer solchen Metallegierung bestehende bzw. damit überzogene Bezugselektroden verwendet werden, die bei der chemischen Metallabscheidung aus der als Elektrolyt dienenden Metallsalzlösung abgeschieden werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Gegenelektroden etwa dem Metall bzw. der Legierung entspricht, die bei der chemischen Metallabscheidung aus der als Elektrolyt dienenden Metallsalzlösung abgeschieden werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Korrosion 11«, Kathodischer Korrosionsschutz,

1959, S. 32 bis 36;
»Chemisches Zentralblatt«, 1961, S. 4870/1, Referat

Nr. 6538.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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